KR20010019600A - 고온 고압용 수면 게이지의 밀봉구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온/고압이 요구되는 발전설비에 있어서 보일러의 수위를 외부에서 확인하기 위한 수면 게이지의 밀봉 구조에 관한 것인 바, 본 발명은 이를 위하여 발전설비의 고온/고압용에 사용되는 수면 게이지를 밀봉 구성함에 있어서: 상기 발전설비의 게이지 몸체로 고정되는 중앙판의 요홈으로는 다수겹의 금속 박판과 흑연층을 상호 수직방향으로 중첩시킨 밀봉 가스켓과, 다수 겹의 마이카 가스켓을 순차 삽설하고, 상기 중앙판에 대하여 나사 결합되는 커버판의 요홈으로는 완충 가스켓과 소정 두께를 갖는 투시용의 글라스 판을 순차 삽설하여 상호 밀봉되게 조립 구성하여 줌으로써 수면 게이지의 조립성이 양호하면서도 확실한 밀봉효과를 가질 수 있도록 한 것이다.

Description

고온 고압용 수면 게이지의 밀봉구조{Sealing structure for high temperature and pressure water level gauge}

본 발명은 고온/고압이 요구되는 발전설비에 있어서 보일러의 수위를 외부에서 확인하기 위한 수면 게이지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수면 게이지의 조립성이 양호하면서도 확실한 밀봉효과를 가질 수 있도록 한 고온·고압용 수면 게이지의 밀봉구조에 관한 것이다.

일반적으로 고온/고압이 요구되는 발전설비의 보일러로는 그 내부에 저장되는 물이 설비 특성상 항상 일정한 수위(水位)가 유지되도록 하여야 하는 바, 이를 외부에서 근무자가 손쉽게 파악하기 위해서는 별도의 수면 게이지(Water level Gauges)를 통하여 이를 확인하게 되는 것으로서, 도1을 참조하여 그 예를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

즉, 도1에 도시된 바와 같이 발전설비에 있어서 고온으로 물을 끊이는 보일러(1)의 내부로는 고온·고압이 발생하는 바, 이 때 보일러의 적정 수위를 외부에서 작업자가 신속하게 확인하기 위하여 상기 보일러와 별도로 게이지 몸체(2)를 연결 설치하고, 그 게이지 몸체(2)로 다수개의 수면 게이지(3)를 적정한 위치로 분할 설치하여 근무자는 각각의 수면 게이지의 커버판(9)으로 형성된 투시공(9C)을 통해 보일러(1)의 물이 어느 정도의 수위를 유지하고 있는지를 항상 외부에서 확인하여 물이 부족한 경우에는 적정한 수위까지 더 보충하고, 너무 과다한 경우에는 외부로 배출시켜 항상 적정한 수위가 유지되도록 조절하여 주게되는 것이다.

물론 이때 보일러의 물 수위가 적정하지 않은 경우에는 예컨대 물이 위험수위인 최고 또는 최저로 되는 경우에는 당연히 도면상 도시되지는 않았으나, 부저나 경광등과 같은 수단들을 통해 외부에서 신속하게 인식 가능하도록 하는 것이나, 수면 게이지(3)는 보일러의 물이 이러한 급박한 상태로 되지 않도록 사전에 근무자가 파악하여 적정한 예방 조치를 취할 수 있도록 하기 위한 것이다.

그러나 이때 수면 게이지(3)의 조립성이 불량하거나 또는 양호하지 못한 경우에는 보일러에 담겨진 고온/고압의 물이 해당 부위를 통해 누수 또는 폭발하는 등의 안전사고 발생 우려가 많으며, 그로 인해 발전설비의 가동이 중단되는 사태까지 발생하게 되는 큰 문제를 야기하게되고 특히 발전설비의 보일러에 설치되는 수면 게이지(3)는 도1과 같이 사용도중 고장으로 인한 게이지의 수리 및 구조의 간단화를 도모하기 위하여 통상적으로 다수개로 분할 설치 사용되고 있다.

도2는 종래 사용되고 있는 수면 게이지(3)의 구조를 보인 분리 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 수면 게이지(3)는 게이지 몸체(2)에 고정 설치되고, 그 중앙내부로는 일정 깊이의 요홈(4a)이 형성된 중앙판(4)과, 이의 내부에 수용되고 링상의 밀봉 가스켓(5) 및 링상의 보호 가스켓(6), 판상의 마이카(MICA)가스켓(7)으로 구성되고, 상기 중앙판(4)에 대하여 캡 나사(8)로 고정되되 일 측으로는 돌출단턱(9a)이 형성되고 그 내부 중앙으로는 일정깊이의 요홈(9b)과 투시공(9c)이 직경을 달리하여 연통 형성된 커버판(9)과, 상기 커버판(9)의 요홈(9b)으로 삽설되는 완충 가스켓(10) 및 소정 두께의 투시용 글라스 판(11) 및 글라스 판(11)의 외주면을 감싸주는 띠 가스켓(12)으로 구성되어 있다.

그리고 종래 사용되고 있는 밀봉 가스켓(5)은 도3과 같이 중간부가 외방으로 볼록하게 형성된 돌륜(51a)에 대하여 양단 날개(51b)가 수평 상태로 절곡 되어진 금속 박판(51)과, 이 금속 박판 사이에 개재되어 압착되는 흑연판(52)이 다수겹으로 중첩 결합된 구조이며, 이 때 금속 박판(51)보다 흑연판(52)을 더 두껍게 하여 고온에 견디도록 구성되어 있다.

그러나 종래의 수면 게이지(3)는 밀봉 가스켓(5)의 금속 박판(51)이 수평방향으로 중첩되어 있기 때문에 이의 양단 날개(52)가 조립시 도4와 같이 밀봉을 유지하기 위해 중앙판(4)에 대하여 커버판(9)을 캡 나사(8)로 조임할 때 필수적으로 마이카 가스켓(7)은 상기 커버판(9)의 압착력에 의해 밀봉 가스켓(5)을 구성하는 금속 박판(51)의 각 날개(51a)의 단부면과 선 접촉되기 때문에 밀봉시 상기한 마이카 가스켓(7)의 해당 접촉면이 선 접촉 상태로 눌려져 해당 부위가 조각조각 갈라지거나(유리 파손시 갈라지는 현상),또는 압착력의 불 균일에 의해 비 압착 부위가 깨지는 현상이 종종 발생하였고, 이러한 현상은 커버판(9)에 의한 과도한 조임력이 발휘되는 경우 더욱 심화되어 확실한 밀봉효과를 기대하기 곤란하였고 게이지의 사용수명이 매우 짧아 자주 교체해주어야 하는 문제가 있었던 것이다.

따라서 종래의 경우에는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 밀봉 가스켓(5)과 마이카 가스켓(5)사이에 다수겹의 흑연으로 구성된 보호 가스켓(6)을 개재하여 커버판(9)의 압착 조임에 따른 마이카 가스켓(7)의 파손을 방지하였고, 또한 글라스 판(11)의 외주면으로는 별도의 띠 패킹(12)을 둘러 밀봉 효과를 증대 시켰기 때문에 자연적으로 수면 게이지(3)의 전체 조립 구성에 따른 구성부품의 증가는 물론 조립 공정이 복잡할 수밖에 없는 구조적인 문제가 있을 뿐 아니라 고가품인 구성 부품의 증가에 따른 게이지의 단가가 자연적으로 고가일 수밖에 없었던 것이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 결점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수면 게이지를 구성하는 부품수의 감소 및 조립공수의 절감이 가능하고 항상 확실한 밀봉효과를 가질 수 있도록 한 고온/고압용 수면 게이지의 밀봉구조를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고온/고압용 수면 게이지의 밀봉 구조의 특징은, 발전설비의 고온/고압용에 사용되는 수면 게이지를 밀봉 구성함에 있어서: 상기 발전설비의 게이지 몸체로 고정되는 중앙판의 요홈으로는 다수겹의 금속 박판과 흑연층을 상호 수직방향으로 중첩시킨 밀봉 가스켓과, 다수겹의 마이카 가스켓을 순차 삽설하고, 상기 중앙판에 대하여 나사 결합되는 커버판의 요홈으로는 완충 가스켓과 소정 두께를 갖는 투시용의 글라스 판을 순차 삽설하여 상호 밀봉되게 조립 구성하여서 된 점에 있다.

또한 상기 밀봉 가스켓은 양 끝단부로 흑연층이 위치되게 중첩함과 동시에 상기 금속 박판 보다 흑연판을 더 두껍게 구성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 마이카 가스켓은 상기 커버판의 조임시 밀봉 가스켓과 상호 평면 상태로 압착되게 하여 밀봉효과를 더욱 상승시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 밀봉 가스켓의 내주면으로는 알루미늄재의 박판 홀더를 커버하여 고온용에 적합하도록 구성하여서 됨에 있다.

도1은 고온/고압용 수면 게이지의 설치 상태를 보인 일 예의 계략 측면도,

도2은 종래 수면 게이지의 구조를 보인 분해 사시도,

도3는 종래 수면 게이지에 채용되고 있는 밀봉 가스켓의 구조를 보인 일부 절단 단면도,

도4은 종래 수면 게이지의 조립 상태 측 단면도,

도5는 본 발명에 따른 수면 게이지의 구조를 보인 분리 사시도,

도6은 본 발명에 따른 밀봉 가스켓의 구조를 보인 반 단면도,

도7은 본 발명에 따른 수면 게이지의 조립상태 측 단면도,

도8은 본 발명에 따른 밀봉 가스켓의 다른 구조를 보인 일부 절단 사시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

1: 발전설비의 보일러 2: 게이지 몸체

4: 중앙판 9: 커버판

300: 수면 게이지 350: 밀봉 가스켓

351: 금속박판 352: 흑연층

360: 마이카 가스켓 3100: 쿳션 가스켓

3111: 글라스 판

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도5는 본 발명에 따른 수면 게이지(300)의 구조를 보인 분리 사시도인 바, 여기서 도1과 동일한 부호는 동일한 구성을 나타내는 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도5에 도시된 바와 같이 수면 게이지(300)는 보일러의 수위를 외부에서 관찰하기 위하여 통상적으로 보일러와 별도로 연결 설치되는 게이지 몸체에 설치되어지는 바, 중앙판(4)의 일 측으로 형성된 일정 깊이의 요홈(4a)으로 순차 삽설되는 링 형상의 밀봉 가스켓(350)과, 판상으로 형성됨과 동시에 투명체인 수겹의 마이카 가스켓(370) 및 커버판(9)의 돌출단턱(9a)으로 형성된 요홈(9b)으로 순차 삽설되어지는 링 형상의 완충 가스켓(3100)과 소정의 두께를 갖는 투시용의 글라스 판(3111)으로 구성되어 진다.

본 발명에서 밀봉 가스켓(350)은 도6과 같이 다수겹의 금속 박판(351)과, 이들 사이로 위치되는 흑연층(352)이 상호 수직방향으로 중첩되게 압착되어 있는 바, 이때 흑연층(352)과 금속 박판(351)은 0,5:0,05㎜의 두께 비율로 접착하여 밀봉시 일정한 쿳션을 갖도록 하는 것이 가장 바람직하며, 여기서 금속 박판(351)은 스텐인레스로 하여 고압에 견디도록 하고, 흑연층(352)은 고순도의 팽창흑연(Expanded Graphite)을 사용함으로서 고온에 견디도록 상호 접합되어 있기 때문에 고온/ 고압용에 적합한 것이다.

또한 밀봉 가스켓(350)을 구성하는 금속 박판(351)과 흑연층(352)은 밀봉시 압착에 따른 쿳션을 발휘하기 위하여 양단부쪽에 흑연층(352)이 위치되게 하고, 이들 내 측으로 금속 박판과 흑연층이 다수층이 되게 순차 배열하는 것이 바람직하다. 그리고 마이카 가스켓(360)은 조립시 밀봉 가스켓(350)으로 부터 후술되는 글라스 판(3111)의 대향 접촉면을 보호하기 위한 것으로서, 박판(薄板)인 하나의 마이카 가스켓(360)이 사용될 수 있으나, 통상적으로 박판인 점을 감안하여 조립시 에는 두장 이상이 사용되는 것이 보통이며, 이는 링 형상의 밀봉 가스켓(350)과는 달리 전체가 하나의 판체로 이루어져 있고, 투명체로 구성하는 것이 바람직하다.

한편 도5와 같이 캡나사(8)로 중앙판(4)에 대하여 분리가능하게 고정되는 커버판(9)의 요홈(9b)으로는 흑연재로 이루어지고 글라스 판(3111)의 해당 접촉면을 보호하기 위한 링 형상의 쿳션 가스켓(310)과, 소정 두께를 갖는 글라스 판(3111)을 순차적으로 삽설하여 밀봉 조립되도록 구성된 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수면 게이지(300)의 조립상태를 도7를 참조하여 설명하면, 이에 도시된 바와 같이 중앙판(4)의 요홈(4a)으로는 먼저 밀봉 가스켓(350)과 여러장의 마이카 가스켓(360)을 순차 살설한 다음 돌출단턱(9a)의 요홈(9b)의 내 측으로부터 쿳션 가스켓(3110)과 글라스 판(3111)이 순차적으로 삽섭된 커버판(9)을 다수개의 캡 나사(8)를 이용하여 중앙판(4)의 대향면으로 고정시킨다.

그러면 이때 커버판(9)의 돌출단턱(9a)은 그 일단부가 조임력에 의해 중앙판(9)의 요홈(4a)내로 살설되어 지면서 돌출단턱(9a)의 수직면이 마이카 가스켓(360)의 해당면과 접촉되어지고 동시에 마이카 가스켓(360)은 밀봉 가스켓(350)을 밀착시키면서 완전한 밀봉이 유지되기 때문에 밀봉 가스켓(350)의 쿳션력에 의해 더욱 강한 조임력으로 고정된다 하더라도 마이카 가스켓(360)이 깨질 우려가 전혀 없을 뿐 아니라 더욱 확실한 밀봉력을 발휘하게 된다.

특히 커버판(9)의 돌출단턱(9a)에 의해 밀착되는 마이카 가스켓(360)은 밀봉 가스켓(350)과 밀착될 때 이 밀봉 가스켓(350)을 구성하는 금속 박판(351)과 흑연층(352)이 수직방향으로 접착되어져 있기 때문에 해당 부위가 평면 접촉상태로 밀착되어진다.

따라서 마이카 가스켓(350)은 커버판(9)의 조임시 항상 밀봉 가스켓(350)과 면 접촉 상태로 밀착되어 짐에 따라 강하게 조임되거나 오랜 시간 밀봉되더라도 종래 처름 밀봉 가스켓(350)에 의한 해당 접촉면이 조각조각 갈라지거나 깨지는 현상이 발생하지 않게 되고, 또한 조립시 게이지 몸체의 고온/고압의 물이 판상의 마이카 가스켓(360)부위까지 채워지더라도 마이카 가스켓(360)을 통한 물의 누수가 방지되는 것이어서 근무자는 커버판(9)의 투시공(9c)과 글라스 판(3110) 및 마이카 가스켓(360)을 통해 보일러의 수위상태를 항상 안심하고 파악할 수 있으며, 상황에 따른 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.

한편 도8은 본 발명에 따른 밀봉 가스켓(350)의 다른 구조를 보인 것으로서, 링 형상의 밀봉 가스켓(350)의 내주면을 스테인레스재의 박판 홀더(353)로 커버한 것인 바, 이는 조립시 고압의 물이 수면 게이지(300)의 마이카 가스켓(460) 위치까지 채워질 때 밀봉 가스켓(350)을 구성하는 다수 층의 금속 박판(351)과 흑연층(352)의 내주면이 평균치 이상의 더 높은 고압이 발생하더라도 이에 의해서 쉽게 파손되지 않도록 하여 홀더(353)를 씌우지 않은 것에 비하여 더 고압용에 적합하도록 한 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면 수면 게이지의 밀봉 구조가 간단하고 또한 부품수의 절감에 따른 조립공수의 감소는 물론 마이카 가스켓이 밀봉 가스켓과 상호 평면적으로 밀착됨에 따라 밀봉시 강한 압착력이 작용하더라도 마이카 가스켓이 조각조각 갈라지거나 깨지는 현상이 전혀 발생하지 않아 밀봉 효과가 확실하고 오래 지속시킬 수 있기 때문에 자주 교체할 필요도 없으며, 저가의 수면 게이지의 공급이 가능하게 되는 효과를 갖는 것이다.

비록 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 설명하였을 지라도 이에 한정되는 것은 아니고 하기의 특허청구범위를 벗어나지 않는 범위내에서 많은 설계변경 및 수정이 있을 수 있는 바, 밀봉 가스켓의 외주면으로도 홀더를 씌울 수 도 있을 것이다.

Claims (4)

1. 발전설비의 고온/고압용에 사용되는 수면 게이지를 밀봉 구성함에 있어서:

   상기 발전설비의 게이지 몸체로 고정되는 중앙판의 요홈으로는 다수겹의 금속 박판과 흑연층을 상호 수직방향으로 중첩시킨 밀봉 가스켓과, 다수겹의 마이카 가스켓을 순차 삽설하고, 상기 중앙판에 대하여 나사 결합되는 커버판의 요홈으로는 완충 가스켓과 소정 두께를 갖는 투시용의 글라스 판을 순차 삽설하여 상호 밀봉되게 조립 구성하여서 됨을 특징으로 하는 고온/고압용 수면 게이지의 밀봉구조.
2. 제1항에 있어서, 밀봉 가스켓은 양 끝단부로 흑연층이 위치되게 중첩함과 동시에 상기 금속 박판 보다 흑연판을 더 두껍게 구성함을 특징으로 하는 고온/고압용 수면 게이지의 밀봉구조.
3. 제1항에 있어서, 마이카 가스켓은 상기 커버판의 조임시 밀봉 가스켓과 상호 평면 상태로 압착되어 짐을 특징으로 하는 고온/고압용 수면 게이지의 밀봉구조.
4. 상기 제1항에있어서, 밀봉 가스켓의 내주면은 스테인레스재의 박판 홀더로 커버되어짐을 특징으로 하는 고온/고압용 수면 게이지의 밀봉구조.